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摘要：风力发电变流器随着科学技术的日益成熟，其风力发电机组自身同样也得到了一系列的改善，其发展应用前景相对广阔。文章对风力发电变流器发展趋势进行探讨分析有一定的经济价值和现实意义。
关键词：风力发电；变流器；关键技术
1关于变速风力发电机的变流器故障问题
对于风力发电机组变流器故障问题来说，动态实时监测是必不可少的。为了保证变速风力发电机组的运行效率，当前应用于风力发电的变速风力发电机组都配置了状态监测与故障诊断系统。而此系统立足于对变速风力发电机运行状态数据进行实时收集与纪录，通过总结数据变化，分析数据规律，进而判断变速风力发电机组的运行情况，为变速风力发电机组的故障诊断与维修服务提供了实时而全面的数据资料。
目前我国国产化的大型变速风力发电机组多采用双馈发电机，其发电机的正常设计下存在两个变流器，基于神经网络故障自动诊断系统的变速风力发电机组对于在线分析双馈发电机变流器故障，并网条件下对变速风力发电机电力电子元件进行在线监测有着显著的优势。
对于变速风力发电机而言，故障造成的停机时间越长，则经济损失越大。所以，在提高故障诊断正确性的同时，还应考虑到故障诊断系统的处理时间应尽量加快。在此条件下，神经网络自动诊断系统不仅有效提高了故障诊断的正确率，同时还达到减少并网故障发生的作用，保证了变速风力发电机经济效益目标的达成。同时还可以迅速确定双馈变流器的故障位置与故障性质，实际应用中，体现出良好的性价比。
2风力发电系统以及风力发电技术的发展趋势
2.1风力发电技术的发展趋势
随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，现代化风力发电技术在实际的发展过程中逐渐趋向于高效能以及低成本上的发展。在将风力发电效率显著提高的同时，并将其成本显著降低，对电能的质量进行改善，将噪音降低，进而实现风力发电的稳定可靠运行。风力发电技术在未来的发展过程中，不仅仅使得其单机容量逐渐稳步上升，同时其直驱式和半直驱式的传动系统的应用将会越来越广泛。相信电力发电技术在未来的发展过程中，永磁同步发电机的应用也是相对较为广泛的，同时其风力发电技术将会对变流器的容量以及其可靠性有着越来越高的要求。
总而言之，风力发电技术在未来的发展过程中，将会顺应当今时代发展的潮流，其变流器的容量将会越来越大，而其风力发电系统的运行将会更加的可靠，进而广泛的应用于各行各业的蓬勃发展中。
2.2风力发电系统
风力发电作为近些年来世界上增长相对较快的一种能源，逐渐成为能源核心发展战略之一。就目前而言，中国风电装机总容量逐渐增大，同时风力发电同样也取得了较快的进步。当前我国风力发电系统主要有双馈型风力发电系统和同步直驱型风力发电系统两种。
就典型的双馈型风力发电系统而言，其风力发电系统主要有多级齿轮、双馈感应发电机以及背靠背双PWM变流器，定子侧通过和电网直接相连接，其转子侧借助于背靠背双PWM变流器和电网有机的相连接，进而实现风力发电系统的变速恒频运行。
而同步直驱风力发电系统中的同步发电机的输出频率在某种程度上和电压随着转速的变化逐渐发生着变化，现代市场上的直驱式风力发电机主要有电激磁同步发电机和永磁同步发电机两种，同时同步直驱风力发电系统主要是对全功率变流器加以采用，于塔筒底部放置。
双馈型风力发电系统的优势主要有着较高的电极转速和较小的体积重量，同时变流器中仅仅通过转差功率，其容量相对较小，而双馈型风力发电系统的多级齿轮箱不仅仅存在一定的摩擦损耗和发热等情况，同时还需要定期的进行维护。而同步直驱型风力发电系统有着较小的机械噪音，系统运行的可靠性相对较高，但是其发电机有着相对较低的转速和较高的转矩。
3浅析风力发电变流器的关键技术以及发展趋势
一般而言，风力发电变流器作为电网和风力发电的主要接口，不仅仅要严格的控制其风力发电机，同时还要对风机控制器加以配合，并在某种程度上将对风能的最大捕获最终实现，进而提供优质的电能供电网使用。风力发电变流器的关键技术主要有变流器顶层电气设计、变流器控制技术、变流器散热设计等几种。
3.1变流器顶层电气设计
电力发电变流器在实际的发展过程中，主要是对变流器拓扑形式、参数范围以及通信接口方式加以涵盖，就双馈型系统而言，变流器主要是对双PWM变流器加以采用，并对功率的双向流动加以保证。在对背靠背双PWM全控拓扑结构加以采用的前提下，并保证机侧电流谐波全面减少，并对电机的多种控制策略加以实现。同时信息实时交换和能量管理的前提则是有着相对可靠和标准的通信方式，而在变流器实际的通信系统设计过程中，通过对信息技术加以融合，并保证其通信方式有着一定的可靠性和快捷性，最大程度上对系统的可靠保护加以实现。
3.2变流器控制技术
对于双馈和永磁直驱变速恒频风电系统而言，主要是对背靠背双PWM变流器加以此阿勇，其能量有着双向流动的特点。而永磁同步电机直驱系统主要是对转速调节的实现，实现转矩和电机励磁的解耦控制，进而保证发电机运行状况下处于变速恒频状态。永磁直驱型变流器系统在将发电机发出的边频率和变幅值的交流电能逐渐逐渐为工频电能的同时，往往需要风机控制器的配合，该系统在实际的运行过程中，往往需要对电网侧逆变器加以控制，并将有功传输和无功补偿加以实现，进而实现电网传输过程中有着相对稳定的电功率，尽可能的选取合适的滤波器对电能质量进行保证。
3.3变流器散热技术
变流器散热设计的过程中，由于风电机组实际的工作状态往往处于相对恶劣的环境中，难免受到各种自然环境因素的直接影响，同时风电机组在实际的工作中，难免存在高强度的热能，对于如何对对变流器进行合理的散热成为当今研究的热点之一。
变流器在实际的散热设计过程中主要是对两电平拓扑加以采用，在对三电平结构设计加以采用的同时，其系统的成本显著增大。而变流器结构以及其散热系统，尽可能的增加防盐雾腐蚀和潮湿，并对其体积进行严格的限制，在实际的大功率变流器中主要是对液体闭式循环散热和空气循环冷却相结合的方式加以采用，并借助于海水对其外部进行冷却处理。
3.4风力发电变流器发展趋势
风力发电变流器在实际的发展过程中，一方面要求变流器的功率密度要不断的提高，并保证风力发电系统运行的过程中有着相对较高的可靠性和较为便利的维护性，尽可能的对功率等级相对较高的半导体器件加以采用，进而实现其模块化的设计。另一方面则要降低风能的损耗，并对器件的功率处理能力充分发挥，将设备体积显著减少，提高电压电流的等级，使得其拓扑结构有着一定的灵活多样性。
小结：
综上所述，随着时代经济的飞速发展，风力这一可再生能源，其风力发电机组的容量逐渐增大，同时伴随着风力发电技术的飞速发展，现代化风力发电变流器不仅仅要有着相对较高的功率密度和优良的控制性能，同时也要有着较为高的可靠性，进而促进我国国民经济的整体发展。
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